CN105736495A - 一种旋转钻机的液压系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种旋转钻机的液压系统，包括连接的多路阀的第一换向阀、第二换向阀、单向阀组、联动转换阀和四个执行元件。本液压系统中，通过第一换向阀、第二换向阀、联动转换阀和单向阀组的配合，通过变量马达操控杆对第一换向阀的油路进行控制时，不仅可以控制变量马达的正、反转，而且卡盘都会联动卡紧，且在正转时，夹持器联动松开，反转时，夹持器联动夹紧；通过进退油缸操纵杆对第二换向阀的油路进行控制，并配合联动转换阀，不仅可以实现进退油缸的前进或后退，还可以使卡盘和夹持器联动动作。可见四个执行元件只需通过三个操纵杆即可完成联动操作，简化了操作，从而减少了误操作，保护了设备，降低了安全隐患。

Description

一种旋转钻机的液压系统

技术领域

本发明涉及矿山机械技术领域，特别涉及一种旋转钻机的液压系统。

背景技术

旋转钻机广泛应用于探矿、铁路、公路、桥梁、水利水电、隧道、水井、锚杆等的钻进，其常用的操作是旋转和推进。旋转钻机通常包括四个执行元件：变量马达，用于驱动钻机的动力头旋转；进退油缸，用于驱动钻机的动力头推进和后退；卡盘，安装在钻机动力头上，用于夹紧或松开钻杆；夹持器，安装在钻机轨道上，用于夹紧或松开钻杆以加接或拆卸钻杆。以上四个执行元件的工作是由液压系统控制。

现有的旋转钻机的液压控制系统中，采用四路阀控制执行元件，四路阀是多路阀的一种，每一路阀分别单独控制一个执行元件，多路阀为市场常见的阀体，四路阀通过一一对应的操纵杆进行每路阀的液压油路的控制，每路阀均有三个工作档位。可见，控制四个执行元件需要同时控制至少四个操纵杆，而每个操纵杆又有三个工作档位，因此在对旋转钻机进行操控时，每个动作都需要四个操纵杆的配合，操作复杂繁琐，操作人员稍有疏忽，就会发生误操作，如在卡盘和夹持器夹紧时，操作人员误操作了控制变量马达的操纵杆，使变量马达旋转，则会导致钻杆扭转损坏，甚至设备损坏；取钻杆时若夹持器松则会导致已钻进的钻杆掉落，造成损失或安全隐患(向下钻进时钻杆会掉落进孔内，向上时会掉落至地面造成安全隐患)。此外，当进退油缸处于锁定状态时，在紧钻杆或者松钻杆时(此过程需要变量马达转动)，钻杆在旋进或旋出时均有一定的位移，对卡盘、夹持器、钻杆甚至钻机本身都有一定的损伤。

综上所述，如何解决现有的液压系统操作复杂，容易造成误操作，损坏设备的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种旋转钻机的液压系统，以简化操作，减少误操作，保护设备。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种旋转钻机的液压系统，包括变量马达、卡盘、进退油缸和夹持器，所述卡盘为常开卡盘，所述夹持器为常闭夹持器，还包括油箱、供油装置、单向阀组、多路阀和联动转换阀；

所述供油装置的两端分别与所述油箱和所述多路阀连通；

所述单向阀组包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀和浮动阀芯，所述第一单向阀、所述第二单向阀、所述第四单向阀和所述第五单向阀的出口相互连通，且出口均与所述卡盘以及所述浮动阀芯的小端通油孔连通，所述第三单向阀和所述第六单向阀的出口连通，且出口与所述浮动阀芯的大端通油孔连通，所述浮动阀芯的两个旁路通油孔分别与所述进退油缸的前进端和后退端连通；

所述多路阀包括第一换向阀和第二换向阀，所述第一换向阀的进油口和所述第二换向阀的进油口均与所述供油装置连通，所述多路阀的主回油口与所述油箱连通，所述第一换向阀的第一油口与所述变量马达的正转端、所述夹持器的松开端以及所述第一单向阀的进口均连通，所述第一换向阀的第二油口与所述第二单向阀的进口、所述变量马达的反转端以及所述夹持器的夹紧端均连通；

所述第二换向阀的进油口与所述供油装置连通，所述第二换向阀的第一油口与所述第三单向阀的进口、所述浮动阀芯的小端口以及所述进退油缸的前进端均连通，所述第二换向阀的第二油口与所述第六单向阀的进口、所述浮动阀芯的大端口以及所述进退油缸的后退端均连通；

所述联动转换阀的第一油口与所述第二换向阀的第一油口连通，所述联动转换阀的第二油口与所述第二换向阀的第二油口连通，所述联动转换阀的第三油口与所述第五单向阀的进口连通，所述联动转换阀的第四油口与所述第四单向阀的进口、所述夹持器的松开端均连接。

优选的，在上述的液压系统中，所述供油装置包括主油泵、副油泵和动力元件；所述动力元件驱动所述主油泵和所述副油泵从所述油箱中吸油；所述主油泵和所述副油泵并联设置且均与所述油箱连通，所述主油泵与所述第一换向阀的进油口连通，所述副油泵与所述第二换向阀的进油口连通。

优选的，在上述的液压系统中，还包括联动阀，所述联动阀的出口与所述夹持器的松开端连通，所述联动阀的第一进口与所述第一换向阀的第一油口连通，所述联动阀的第二进口与所述联动转换阀的第四油口连通，所述联动阀的第一进口处的阀芯的面积大于所述第二进口处的阀芯的面积。

优选的，在上述的液压系统中，还包括设置在所述第二换向阀的第一油口与所述第六单向阀之间的第一节流阀。

优选的，在上述的液压系统中，还包括设置在所述联动转换阀的第四油口与所述联动阀之间的第二节流阀。

优选的，在上述的液压系统中，所述多路阀为六路阀，所述六路阀的第一路阀为所述第一换向阀，所述六路阀的第二路阀为所述第二换向阀，所述六路阀的其余四路阀的两个油口分别连通升降油缸、支撑柱顶紧油缸和两个回转减速器。

优选的，在上述的液压系统中，所述多路阀为五路阀，所述五路阀的第一路阀为所述第一换向阀，所述五路阀的第二路阀为所述第二换向阀，所述五路阀的其余三路阀分别连通升降油缸、支撑柱顶紧油缸和一个回转减速器。

优选的，在上述的液压系统中，还包括设置在所述多路阀的回油口与所述油箱之间的冷却器和回油过滤器。

优选的，在上述的液压系统中，还包括设置在所述卡盘进口处的精滤油器。

优选的，在上述的液压系统中，所述副油泵通过溢流阀与所述第二换向阀的进油口连通。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的旋转钻机的液压系统中，通过多路阀的第一换向阀、第二换向阀、联动转换阀和单向阀组的配合，通过变量马达操控杆对第一换向阀的油路进行控制时，不仅可以控制变量马达的正、反转，而且不管是正转还是反转，卡盘都会联动卡紧，且在正转时，夹持器联动松开，反转时，夹持器联动夹紧；通过进退油缸操纵杆对第二换向阀的油路进行控制，并配合联动转换阀，不仅可以实现进退油缸的前进或后退，还可以使卡盘和夹持器联动动作；只进行正转或反转时，油路使进退油缸浮动，从而可以对钻杆进行拆卸操作，不会因为钻杆的位移而损坏钻杆和设备。可见四个执行元件只需通过三个操纵杆配合操作即可完成联动操作，且在正常工作时，只需要操控其中的一个或两个操纵杆便可以实现各个动作，简化了操作，从而减少了误操作，保护了设备，降低了安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的连接原理图；

图2为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的变量马达操纵杆处于正转档位时的工作原理图；

图3为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的变量马达操纵杆处于反转档位时的工作原理图；

图4为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的进退油缸操纵杆处于前进档位时的工作原理图；

图5为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的进退油缸操纵杆处于前进档位、联动转换阀处于联动下钻档位时的工作原理图；

图6为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的进退油缸操纵杆处于前进档位、联动转换阀处于联动起钻档位时的工作原理图；

图7为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的进退油缸操纵杆处于后退档位时的工作原理图；

图8为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的进退油缸操纵杆处于后退档位、联动转换阀处于联动起钻档位时的工作原理图；

图9为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的变量马达操纵杆处于正转档位、进退油缸操纵杆处于前进档位、联动转换阀处于联动下钻档位时的工作原理图；

图10为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的单向阀组中的浮动阀芯处于浮动关闭状态时的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种旋转钻机的液压系统的单向阀组中的浮动阀芯处于浮动打开状态时的结构示意图。

在上述图1-图11中，1为驱动元件、2为主油泵、3为副油泵、4为第一吸油过滤器、5为第二吸油过滤器、6为回油过滤器、7为回油压力表、8为冷却器、9为溢流阀、10为副油泵压力表、11为主泵调压阀、12为主泵压力表、13为多路阀、131为第一换向阀、132为第二换向阀、14为联动转换阀、15为单向阀组、151为第一单向阀、152为第二单向阀、153为第三单向阀、154为第四单向阀、155为第五单向阀、156为第六单向阀、157为浮动阀芯、16为变量马达、17为卡盘、18为精滤油器、19为进退油缸、20为第一节流阀、21为回转减速器、22为第一双向液压锁、23为升降油缸、24为第二双向液压锁、25为支撑柱顶紧油缸、26为第二节流阀、27为联动阀、28为夹持器、281为夹持器松开端、282为夹持器夹紧端、31为油箱、32为保护单向阀、41大端通油孔、42为小端通油孔、43为旁路通油孔。

具体实施方式

本发明的核心是提供了一种旋转钻机的液压系统，实现了各执行元件的联动操作，简化了操作，减少了误操作，从而保护了设备。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种旋转钻机的液压系统，包括变量马达16、卡盘17、进退油缸19、夹持器28、油箱31、供油装置、单向阀组15、多路阀13和联动转换阀14。其中，卡盘17为常开卡盘，即在没有液压油的情况下，卡盘17处于松开状态；夹持器28为常闭夹持器，即在没有压力油的情况下，夹持器28处于夹紧状态。

供油装置的两端分别与油箱31和多路阀13连通，通过供油装置将油箱31中的液压油供给多路阀13；

单向阀组15包括第一单向阀151、第二单向阀152、第三单向阀153、第四单向阀154、第五单向阀155、第六单向阀156和浮动阀芯157；其中，第一单向阀151、第二单向阀152、第四单向阀154和第五单向阀155的出口相互连通，且该四个单向阀的出口均与卡盘17连通；如图10和图11所示，浮动阀芯为具有面积不同的大、小两端，浮动阀芯的大端与大端通油孔连通，浮动阀芯的小端与小端通油孔连通，在浮动阀芯的两旁设置有两个旁路通油孔；第三单向阀153和第六单向阀156的出口连通，且与浮动阀芯157的大端通油孔41连通，浮动阀芯157的小端通油孔42与第一单向阀151、第二单向阀152、第四单向阀154和第五单向阀155的出口均连通，浮动阀芯的两个旁路通油孔43分别与第三单向阀153和第六单向阀156的进口连通，同时也与进退油缸19的前进端和后退端分别连通，浮动阀芯157可左右移动，浮动阀芯157在向小端移动的过程中，浮动阀芯157可堵住两个旁路通油孔，浮动阀芯157在向大端移动时，小端通油孔42和两个旁路通油孔43连通；液压油进入单向阀组15后，不能返回，只能通向需要工作的执行元件，其中，第五单向阀155的进口处连通油箱31，当需要卸压时，将第五单向阀155导通，液压油从第五单向阀155的进口返回油箱31中。

多路阀13包括第一换向阀131和第二换向阀132，第一换向阀131和第二换向阀132为多路阀13中的两路，第一换向阀131的进油口和第二换向阀132的进油口均与供油装置连通，多路阀13共用一个主回油口，主回油口与油箱31连通，第一换向阀131通过变量马达操纵杆进行档位的控制，用于对变量马达16的正转、反转和空挡进行控制，具体为第一换向阀131的第一油口与变量马达16的正转端、夹持器28的松开端281以及第一单向阀151的进口均连通，第一换向阀131的第二油口与第二单向阀152的进口、变量马达16的反转端以及夹持器28的夹紧端282均连通。其中，第一换向阀131的第一油口、变量马达16的正转端、变量马达16的反转端和第一换向阀131的第二油口形成回路，可通过变量马达操控杆直接控制变量马达16的正转和反转，当变量马达操控杆位于正转档位时，通过第一换向阀131的第一油口供油，变量马达16正转，反之，则由第一换向阀131的第二油口供油，变量马达16反转；上文提到，卡盘17与单向阀组15的第一单向阀151、第二单向阀152、第四单向阀154和第五单向阀155的出口连通，且第一换向阀131的第一油口与第一单向阀151的进口连通，第一换向阀131的第二油口与第二单向阀152的进口连通，因此，变量马达16不管是正转还是反转，液压油均通向卡盘17，由于卡盘17内通有液压油，则使卡盘17夹紧；第一换向阀131的第一油口与夹持器28的夹紧端282连通，则变量马达16正转时，夹持器28夹紧(由于夹持器28本身为常闭夹持器，此通路对其无影响)，第一换向阀131的第二油口与夹持器28的松开端281连通，则变量马达16反转时，夹持器28松开。

多路阀第二换向阀132的第一油口与第三单向阀153的进口和进退油缸19的前进端均连通，第二换向阀131的第二油口与第六单向阀156的进口和进退油缸19的后退端均连通。

联动转换阀14的第一油口与第二换向阀131的第一油口连通，联动转换阀14的第二油口与第二换向阀132的第二油口连通，联动转换阀14的第三油口与第五单向阀155的进口连通，联动转换阀14的第四油口与第四单向阀154的进口、夹持器28的松开端281均连接。

上述实施例提供的液压系统只需通过变量马达操控杆、进退油缸操纵杆分别控制第一换向阀131和第二换向阀132的油路，并配合联动转换阀14的不同档位，实现了执行元件的联动操作，不需要单独设置控制卡盘17的操纵杆和控制夹持器28的操纵杆，简化了操作，从而减少了误操作，保护了设备。具体的联动功能会在下面统一介绍。

如图1所示，在本发明实施例中，对供油装置进行优化，供油装置包括主油泵2、副油泵3和动力元件1；动力元件1可以是电动机或柴油机，用于驱动主油泵2和副油泵3从油箱31中吸油；主油泵2和副油泵3并联设置且均与油箱31连通，主油泵2与多路阀13的第一换向阀131的进油口连通，副油泵3与多路阀1的第二换向阀132的进油口连通，主油泵2只向第一换向阀131供油，而副油泵3可以向第二换向阀132以及多路阀的其余路阀供油。设置主油泵2和副油泵3可以实现液压系统的供油压力稳定，从而更好地实现联动操作。

在本实施例中，液压系统还包括联动阀27，联动阀27的出口与夹持器28的松开端281连通，联动阀27的第一进口与第一换向阀131的第一油口连通，联动阀27的第二进口与联动转换阀14的第四油口连通，联动阀27的第一进口处的阀芯的面积大于第二进口处的阀芯的面积；联动阀27的作用是将主油泵2的油和副油泵3的油分别引入联动阀27后，再通向夹持器28的松开端281，相当于一个过渡导油件，联动阀27的第一进口通主油泵2的油，第二进口通副油泵3的油，当主油泵2和副油泵3的油同时进入联动阀27内时，谁的压力大，则通过联动阀27进入夹持器28的松开端，通常通过副油泵3将液压油供给夹持器28。当然，也可以不设置联动阀27，直接将主油泵2和副油泵3的油直接供给夹持器28的松开端281。

下面对液压系统的工作过程和工作原理进行介绍：

一、变量马达操纵杆位于正转档位：变量马达操纵杆控制多路阀13的第一换向阀131，液压油的流通路径如图2中的箭头所示，此时，主油泵2从油箱吸油，液压油经过第一换向阀131的进油口，从第一换向阀131的第一油口出来，之后分成三路；第一路直接进入变量马达16的正转端，驱动变量马达16正转，进而使动力头正转，液压油从变量马达16的反转端出来，最后经主回油口返回油箱31；与此同时，第二路液压油进入单向阀组15，经过第一单向阀151后，分为两个支路，第一支路注入卡盘17，卡盘17因此夹紧，第二支路通向浮动阀芯157的小端通油孔42，浮动阀芯157向大端移动，两个旁路通油孔43与小端通油孔42连通，液压油分别进入进退油缸19的前进端和后退端，进退油缸19浮动；第三路液压油经过联动阀27的第一进口，从联动阀27的出口出来，最后进入夹持器28的松开端281，夹持器28松开。

可以看出，只需操纵变量马达操纵杆便可以实现变量马达16、卡盘17和夹持器28的联动，进退油缸19浮动，与现有技术相比，简化了操作，且在进退油缸19浮动时，拆卸钻杆，不会因为钻杆发生位移而损坏钻杆、夹持器28和卡盘17等。

二、变量马达操纵杆位于反转档位：液压油的流通路径如图3所示，液压油依次经过主油泵2、第一换向阀131的进油口、第一换向阀131的第二油口，分为三路，第一路依次经过变量马达16的反转端、变量马达16的正转端、主回油口返回油箱31，驱动动力头反转；第二路直接进入夹持器28的夹紧端282，由于夹持器28为常闭夹持器，因此，此路不影响夹持器28状态；第三路经过第二单向阀152的进口、第二单向阀152的出口后，分为两个支路，第一支路进入卡盘17，从而将卡盘17夹紧，第二支路进入浮动阀芯157的小端通油孔42，与第一种情况相同，进退油缸19浮动。

可见，不管是正转和反转，卡盘17均通有液压油将其夹紧，且只有正转和反转时，进退油缸19浮动。

三、进退油缸操纵杆位于前进档位：进退油缸操纵杆控制多路阀13的第二换向阀132，液压油的流通路径如图4所示，液压油依次经过副油泵3、第二换向阀132的进油口、第二换向阀132的第一油口，之后分为两路；第一路进入进退油缸19的前进端，第二路经过第三单向阀153的进口，进入浮动阀芯157的大端通油孔41，第二路液压油将浮动阀芯157推向小端，两个旁路通油孔43被封闭，第二路油不能流通，而第一路油进入进退油缸19的前进端，驱动进退油缸19推进，进退油缸19的后退端的液压油经过主回油口返回油箱31。

可见，进退油缸操纵杆在前进档位时，进退油缸19锁定，不能浮动，而是进行推进动作。

四、进退油缸操纵杆位于前进档位、联动转换阀14位于联动下钻档位：液压油的流经路径如图5所示，液压油依次经过副油泵3、第二换向阀132的进油口、第二换向阀132的第一油口，之后分为三路。其中第一路和第二路与第三种情况中的相同；第三路经过联动转换阀14的第一油口、联动转换阀14的第四油口，之后分成两个支路。第一支路经过第四单向阀后一部分进入卡盘，卡盘锁紧，另一部分进入浮动阀芯的小端通油孔，此时，浮动阀芯的大小两端均有油，由于浮动阀芯的大端的面积较大，因此，浮动阀芯被推向小端，两个旁路通油孔被封闭，进退油缸被锁定，进行推进动作；第二支路经过联动阀27的第二进口、联动阀27的出口进入夹持器28的松开端281，夹持器281松开。

可见，通过进退油缸操纵杆和联动转换阀的操纵杆的配合操作，实现了进退油缸、卡盘和夹持器的联动。

五、进退油缸操纵杆位于前进档位、联动转换阀位于联动起钻档位：如图6所示，液压油的路径与第四种情况部分相同，不同的是，进入联动转换阀14中的液压油从联动转换阀14的第三油口出来，进入第五单向阀155的进口，第五单向阀155被打开，由于第五单向阀155的进口与回油箱连通，因此，卡盘17中的油从第五单向阀155中流回油箱，卡盘17卸压后松开，与此同时，从浮动阀芯157的小端出来的液压油最后也通过第五单向阀155流回油箱。

六、进退油缸操纵杆位于后退档位：如图7所示，液压油的流通路径依次经过副油泵3、第二换向阀132的进油口、第二换向阀132的第二油口，之后分成两路，第一路经过进退油缸19的后退端、驱动进退油缸19后退，进退油缸19的前进端中的液压油经主回油口返回油箱31；第二路经过第六单向阀156进入浮动阀芯157的大端通油孔中，推动浮动阀芯向小端移动，第二路不通。

七、进退油缸操纵杆位于后退档位、联动转换阀位于联动起钻档位：如图8所示，与第六种情况相同，液压油在进入进退油缸19的后退端的同时，液压油还经过联动转换阀14的第二油口、联动转换阀14的第三油口，将第五单向阀155打开，此时，卡盘17中的液压油通过第五单向阀155返回油箱，卡盘17松开。

八、变量马达操纵杆处于正转档位、进退油缸操纵杆处于前进档位、联动转换阀处于联动下钻档位：此操作为常用操作，用于联动钻进。液压油的流通路径如图9所示，主油泵2和副油泵3同时供油，液压油经主油泵2进入第一换向阀131、从第一换向阀131的第一油口出，之后与第一种情况相同，使变量马达16正转、卡盘17卡紧、夹持器28松开，并使主油泵的油进入浮动阀芯的小端通油孔中；与此同时，液压油经副油泵3进入第二换向阀132、从第二换向阀132的第一油口出，之后与第四种情况相同，使进退油缸19推进、卡盘17卡紧、夹持器28松开。此时，副油泵3的油进入浮动阀芯157的大端通油孔41中，尽管副油泵3的油压比主油泵2的油压小，但是，浮动阀芯157的大端的面积比小端的面积大，从而作用在大端的作用力大于小端的作用力，浮动阀芯157被推向小端，两个旁路通油孔43被封闭，进退油缸19的前进端和后退端不会连通，从而使进退油缸19锁定，进行推进动作。由于此时的联动阀27的阀芯的两端分别进入了主油泵2的油和副油泵3的油，谁的作用力强，谁就会通过联动阀27的出口进入夹持器28的松开端281，通常情况下，由副油泵3的油向夹持器28的松开端281供油，因此，联动阀27的阀芯的大端与联动阀27的第二进口连通，联动阀27的阀芯的小端与联动阀27的第一进口连通，从而使阀芯大端的作用力大于小端作用力，让副油泵3的油通过。

以上是本发明中的液压系统的工作原理和工作过程，在实际操作中，旋转钻机的操作方法包括以下步骤：

步骤a、钻进：同时将变量马达操纵杆推向正转档位、进退油缸操纵杆推向前进档位、联动转换阀14的操纵杆推向联动下钻档位，此时，变量马达16正转的同时，卡盘17联动夹紧、夹持器28联动松开，具体油路可参照图10，在此不再赘述；

步骤b、钻机到达极限位置回退：同时将变量马达操纵杆推向停止档位、进退油缸操纵杆推向回退档位，此时，卡盘17自动松开(因为是常开)，夹持器28自动夹紧(因为是常闭)，具体油路可参照图7；

步骤c、加钻杆：将进退油缸操纵杆推到空挡，停止推进，此时卡盘17自动松开(因为是常开)，夹持器28自动夹紧(因为是常闭)，此时处于停机状态，油路不流通；

步骤d、紧钻杆：将变量马达操纵杆推向正转档位，此时，变量马达16正转，卡盘17联动夹紧，夹持器28联动松开，重复步骤a-步骤d，直至钻进工作完毕；

步骤e、起钻：将变量马达操纵杆维持正转档位或推向停止档位，进退油缸操纵杆推向回退档位、联动转换阀14的操纵杆推向联动起钻档位，此时卡盘17联动夹紧，夹持器28联动松开；

步骤f、松钻杆：将变量马达操纵杆推向反转档位，此时，卡盘17联动夹紧，夹持器28联动夹紧，具体油路如图3所示；

步骤g、取钻杆：将变量马达操纵杆推向停止档位，此时，卡盘17自动松开，夹持器28自动夹紧；

步骤h、再次夹钻杆：将进退油缸操纵杆推向前进档位，此时，卡盘17自动松开，夹持器28自动夹紧；

步骤j、重复步骤e-步骤h，直至钻杆全部取出。

可以看出，以上工作过程中，每个动作所需要控制的操纵杆数量比现有技术中的少，从而简化了操作，减少了误操作，减小了安全隐患，保护了设备，且在进行步骤d和f时，进退油缸19处于浮动状态，因此，允许钻杆有一定的位移，不会对钻杆和设备造成损坏。

如图1所示，进一步优化，在本实施例中，液压系统还包括设置在第二换向阀132的第一油口与第六单向阀156之间的第一节流阀20。第一节流阀20串联在进起拔回路中，必要时可以利用第一节流阀20产生的背压使系统压力提高，确保夹持器28完全打开，避免起下钻进因系统压力过低，夹持器28不能完全打开，造成钻杆擦伤，同时调节进给、起拔速度，由副油泵压力表10直接显示推进起拔压力。

如图1所示，在本实施例中，液压系统还包括设置在联动转换阀14的第四油口与联动阀27之间的第二节流阀26。第二节流阀26串联在夹持器28油路上，用于钻进超重时关闭夹持器28油路，使夹持器28保持打开状态，不受其他动作的影响。

在本发明一实施例中，如图1所示，多路阀13为六路阀，六路阀的第一路阀为第一换向阀131，六路阀的第二路阀为第二换向阀132，六路阀的其余四路阀的两个油口分别连通升降油缸23、支撑柱顶紧油缸25和两个回转减速器21。即将机架合并在一个液压系统中，升降油缸23用于调节高度，支撑柱顶紧油缸25用于支撑钻机，两个回转减速器21分别控制钻机的纵向角度和横向角度，调整到合适工作的位置。此外，升降油缸23为两个，均与第一双向液压锁22连通，保持稳定；支撑柱顶紧油缸25也为两个，均与第二双向液压锁24连通，保持稳定。

当然，多路阀13还可以为五路阀，五路阀的第一路阀为第一换向阀131，五路阀的第二路阀为第二换向阀132，五路阀的其余三路阀分别连通升降油缸23、支撑柱顶紧油缸25和一个回转减速器21，只能进行一个角度的调节。

本实施例中的液压系统还包括设置在多路阀13的主回油口与油箱31之间的冷却器8和回油过滤器6，用于将回油冷却和过滤，便于循环使用，冷却器8可以是板式散热器，回油路中还设置有回油压力表7，用于监测回油压力。

在本实施例中，液压系统还包括设置在卡盘17进口处的精滤油器18，以保护主轴及配油套。

本实施例中，副油泵3通过溢流阀9与第二换向阀132的进油口连通，通过副油泵压力表10来监测压力，多路阀13中设置有主泵调压阀11，通过主油泵压力表12来监视。在主油泵2的进口处设置有第一吸油过滤器4，在副油泵3的进口处设置有第二吸油过滤器5，用于过滤液压油，保证工作油的质量。

在本实施例中，如图1所示，在副油泵和第二换向阀之间设置保护单向阀32，由于当第一换向阀131处于空挡时，主油泵2中的油可以通向多路阀13的其余路阀，与副油泵3中的油混合一起供其余路阀动作，由于主油泵2的油压大于副油泵3的油压，此时主油泵2的油作用在副油泵3上，为了保护副油泵3的安全，因此，在此设置保护单向阀32，只允许副油泵3的油通向多路阀13。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种旋转钻机的液压系统，包括变量马达、卡盘、进退油缸和夹持器，其特征在于，所述卡盘为常开卡盘，所述夹持器为常闭夹持器，还包括油箱、供油装置、单向阀组、多路阀和联动转换阀；

所述供油装置的两端分别与所述油箱和所述多路阀连通；

所述单向阀组包括第一单向阀、第二单向阀、第三单向阀、第四单向阀、第五单向阀、第六单向阀和浮动阀芯，所述第一单向阀、所述第二单向阀、所述第四单向阀和所述第五单向阀的出口相互连通，且出口均与所述卡盘以及所述浮动阀芯的小端通油孔连通，所述第三单向阀和所述第六单向阀的出口连通，且出口与所述浮动阀芯的大端通油孔连通，所述浮动阀芯的两个旁路通油孔分别与所述进退油缸的前进端和后退端连通；

所述多路阀包括第一换向阀和第二换向阀，所述第一换向阀的进油口和所述第二换向阀的进油口均与所述供油装置连通，所述多路阀的主回油口与所述油箱连通，所述第一换向阀的第一油口与所述变量马达的正转端、所述夹持器的松开端以及所述第一单向阀的进口均连通，所述第一换向阀的第二油口与所述第二单向阀的进口、所述变量马达的反转端以及所述夹持器的夹紧端均连通；

所述第二换向阀的进油口与所述供油装置连通，所述第二换向阀的第一油口与所述第三单向阀的进口、所述浮动阀芯的小端口以及所述进退油缸的前进端均连通，所述第二换向阀的第二油口与所述第六单向阀的进口、所述浮动阀芯的大端口以及所述进退油缸的后退端均连通；

所述联动转换阀的第一油口与所述第二换向阀的第一油口连通，所述联动转换阀的第二油口与所述第二换向阀的第二油口连通，所述联动转换阀的第三油口与所述第五单向阀的进口连通，所述联动转换阀的第四油口与所述第四单向阀的进口、所述夹持器的松开端均连接。

2.根据权利要求1所述的液压系统，其特征在于，所述供油装置包括主油泵、副油泵和动力元件；所述动力元件驱动所述主油泵和所述副油泵从所述油箱中吸油；所述主油泵和所述副油泵并联设置且均与所述油箱连通，所述主油泵与所述第一换向阀的进油口连通，所述副油泵与所述第二换向阀的进油口连通。

3.根据权利要求2所述的液压系统，其特征在于，还包括联动阀，所述联动阀的出口与所述夹持器的松开端连通，所述联动阀的第一进口与所述第一换向阀的第一油口连通，所述联动阀的第二进口与所述联动转换阀的第四油口连通，所述联动阀的第一进口处的阀芯的面积大于所述第二进口处的阀芯的面积。

4.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，还包括设置在所述第二换向阀的第一油口与所述第六单向阀之间的第一节流阀。

5.根据权利要求3所述的液压系统，其特征在于，还包括设置在所述联动转换阀的第四油口与所述联动阀之间的第二节流阀。

6.根据权利要求1-5任一项所述的液压系统，其特征在于，所述多路阀为六路阀，所述六路阀的第一路阀为所述第一换向阀，所述六路阀的第二路阀为所述第二换向阀，所述六路阀的其余四路阀的两个油口分别连通升降油缸、支撑柱顶紧油缸和两个回转减速器。

7.根据权利要求1-5任一项所述的液压系统，其特征在于，所述多路阀为五路阀，所述五路阀的第一路阀为所述第一换向阀，所述五路阀的第二路阀为所述第二换向阀，所述五路阀的其余三路阀分别连通升降油缸、支撑柱顶紧油缸和一个回转减速器。

8.根据权利要求1-5任一项所述的液压系统，其特征在于，还包括设置在所述多路阀的回油口与所述油箱之间的冷却器和回油过滤器。

9.根据权利要求1-5任一项所述的液压系统，其特征在于，还包括设置在所述卡盘进口处的精滤油器。

10.根据权利要求2任一项所述的液压系统，其特征在于，所述副油泵通过溢流阀与所述第二换向阀的进油口连通。